Smarte digitale Produktion

Thermo-mechanische Zuverlässigkeitsaspekte von gedruckten Funktionalitäten

Experimentelle und simulative Bewertung von gedruckten Interfaces mittels Pulltest.

Gedruckte Funktionalitäten sind mittels traditioneller und digitaler Drucktechnologien erzeugte neuartige »Printed Smart Objects«, wie Sensoren, Antennen oder Batterien, welche in zunehmendem Maße auch in klassische Design-Bauteile und Technologien integriert werden. Dies bringt automatisch die Übertragung deren Zuverlässigkeitsanforderungen an diese neuen Technologien mit sich.
Im Fraunhofer Leitprojekt »Go Beyond 4.0«, welches unter der Leitung des Fraunhofer ENAS steht, werden die dafür notwendigen Technologien erforscht, wobei die Abteilung Micro Materials Center für die Zuverlässigkeitsaspekte verantwortlich zeichnet. Das Ziel ist die Aufstellung eines allgemein gültigen Zuverlässigkeitskonzeptes für diese neuen Technologien, weshalb diese Arbeiten die Technologieentwicklung bereits in möglichst frühen Phasen begleiten.
Schwerpunkt der Arbeiten sind die Analyse auf potenzielle Fehlerursachen, Fehlerarten und Fehlerfolgen zur Schwachstellenidentifikation und zur »Physics of Failure«-basierten Abschätzung der Zuverlässigkeitsrisiken. Dabei wird sowohl die Prozess- als auch die Betriebszuverlässigkeit berücksichtigt.
Im Fokus des Fraunhofer ENAS stehen dabei vor allem das Verhalten der dabei zum Einsatz kommenden gedruckten Materialien und deren Integration. Hierfür kommt eine kombinierte experimentelle-simulative Methodik zum Einsatz, welche auf die speziellen Anforderungen der Technologien angepasst wird. Besondere Herausforderungen dabei sind die dafür notwendige Ermittlung von Werkstoffdaten und die Bewertung des Interfaceverhaltens, speziell der Haftfestigkeit. Dafür werden neuartige Analytikmethoden entwickelt und umfangreiche Tests durchgeführt.